A bel-budai metrószakasz

A vonalalagút és kapcsolódó műtárgyai

Az alábbiakban a budapesti 4-es (DBR) metróvonal I. szakaszához tartozó vonalalagút és a kapcsolódó műtárgyak kiviteli tervezésébe tekinthetünk be, e szakaszon helyezkedik el a Szent Gellért téri megálló.

A jelenleg zajló 4-es metróprojekt születése, kezdete 1996-ra datálható, akkor készült ugyanis az a hazai és nemzetközi szakemberek által készített tanulmány, amely vizsgálta és meghatározta azokat az elveket, melyek mentén a 4-es metróvonal I. szakasza a lehető leggazdaságosabban megvalósítható.
Ezeken a forgalmi és üzemeltetési szempontokon kívül a két legfontosabb, amely az alagút kivitelezését döntően befolyásolja, a következő:

• Minden állomás középperonos, és a helyük úgy lett kijelölve, hogy azokat felülről, dobozállomásként lehessen megépíteni a bányászati módszer mellőzésével, mivel így jelentős költségmegtakarítás érhető el. Az alagutak építését pajzsos technológiával javasolta a tanulmány.
• A 4-es metróvonal I. szakaszát nem egy, hanem több szerződéses egységre bontva javasolták megversenyeztetni és munkába adni. A döntés alapján lehetővé vált, hogy az alagutak építését önálló feladatként lehessen pályáztatni. (Az állomások szerkezetépítési munkái szintén önállóan, az alagút-építési munkáktól függetlenül kerülhettek meghirdetésre). Bár ez a megoldás nagyon gondos előkészítést igényelt, valamint az állomási szerkezetek építése és az alagútépítés kapcsolódási pontjainak pontos kezelését, azonban a megbízó szempontjából így jelentős árcsökkenés érhető el.

Az engedélyezési eljárások lebonyolítását, illetve a szükséges engedélyek beszerzését követően a Fővárosi Közgyűlés jóváhagyta a kivitelezési munkák megkezdését. Az alagút-építési tender elsőként került kiírásra.
Az alagúttender kiírásához még az előkészítés során sok feltétel rögzítésre került, így például az alagutak építése a Kelenföldi pu. végállomás felől indul, mivel itt van lehetőség az úgynevezett pajzsindító műtárgy és a szükséges kiszolgálótelep elhelyezésére, továbbá hogy az állomási dobozoknak már a pajzsok odaérkezése előtt el kell készülniük, és a kész dobozokon keresztül kell vontatni a pajzsokat. A geológiai adottságok miatt {1} még a Duna keresztezése előtt a pajzsokat át kell alakítani egyrészt a folyó alatti szakasz, másrészt a pesti oldali vonalszakasz geológiai adottságainak megfelelően.
A többi kivitelezési munka gyorsítása érdekében a pajzsok kiszolgálását át kellett szervezni. A legcélszerűbb megoldásként adódott, hogy a Szent Gellért téri állomás legyen egyrészt a pajzs átszerelésének a helye, másrészt innen történjen a Duna alatti és a pesti oldali szakasz építésének a kiszolgálása a Műegyetem rakparton rendelkezésre álló (nem túl bőséges) területen kiépítendő telephelyről.

{1: A tervehzett alagút a vonal teljes hosszában vízzáró vagy rossz vízvezető talajokban halad. A budai oldal kísérő talaja a kiscelli agyak vagy tardi agyag. Mindkettő nagy szilárdságú, kemény, vízzáró kőzet. A pesti oldalon nagyon változatos talajokban halad az alagút az agyagrétegektől a különféle homokokig. A rétegek vízzárása a talaj saját vízzáró tulajdonságain túlmenően aszerint is módosul, hogy az illető réteg kapcsolatban van-e a szemcsés felső víztartó rétegekkel, vagy nem.}

Az állomás réselt technológiával épülő része.

Az állomás két részből, egy réselt és egy bányászott részből készül. A réselt műtárgy a BMGE (Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem) CH épülete melletti kerítése és az alsó rakparti út melletti támfal közötti területen helyezkedik el. A műtárgy nem nyúlik be a Gellért tér alá, oda csak a későbbi ütemben épülő lejtakna, illetve kijárati műtárgy kerül.
A réselt műtárgy felső zárófödéme, mely alulhordás monolit vasbeton lemezként kerül kialakításra, tartalmazza a végleges állomás működéséhez szükséges áttöréseket, illetve a Duna alatti és a pesti oldali szakasz pajzsos alagút-építés kiszolgálása számára nyitva hagyott kb. 7,70 m széles, közel 40 m hsszú födémnyílást.
Az ideiglenes kitámasztó szerkezetek, amelyek csőtámaszok és mellgerendák alkalmazásával biztosítják a réselt munkagödör állékonyságát a végleges belső beépítés kitámasztó szerkezetének későbbi építési szakaszban történő elkészültéig, a végleges szerkezet beépíthetőségnek figyelembevételével készültek. Az alaplemez feletti kitámasztások szintjének meghatározása biztosítja a pajzs átvontatásához szükséges űrszelvényt is.
A monolit vasbeton alaplemez, mely önsúlyával, illetve a résfalakkal együtt dolgozva erőátadó kapcsolatokkal bír, áll ellen a jelentős talajvíznyomásnak. A harántirányú belső résfal talpa a körítő résfalak talpszintjénél mélyebben kerül kialakításra a megfelelő, a résfal önsúlyán felüli, legorgonyzó hatás biztosításának érdekében.
A réselt műtárgy építése a résfalak két külön munkaszintről történő építésével kezdődik. A felső munkaszint a jelenlegi járdaszint közelében helyezkedik el. Ezt a meglevő egyetemi kerítés védelme indokolja, ugyanis a résfal közvetlenül a kerítés mellett, mindössze a résvezető gerenda szélességének megfelelő távolságra helyezkedik el. A másik munkaszint a zárófödém alsó síkjánál van. A résfalak elkészülte után földzsalun megépül a zárófödém vasbeton szerkezete, majd a födém alóli földkiemelés következik az első kitámasztó szintig. Beépül az első vízszintes kitámasztó szerkezet, és a folyamat a földkiemelési lépésekkel a munkagödör fenékszintjének eléréséig ismétlődik. A földkiemeléssel párhuzamosan a bezárt talajvíz a munkagödörből eltávolításra kerül. A legalsó vízszintes kitámasztás alatt beépül az alaplemez. A zárófödémre, annak elkészülte után a földet visszatöltik, hogy a felszíni forgalom szűműra a burkolatok elkészülhessenek.
A réselt állomási műtárgy tömegbeton szigeteléssel készül. A résfal és az alaplemez kapcsolatának vízzáró kialakításánál ennek megfelelően kell eljárni. Mind a résfal, mind az alaplemez vízzáró.

Az állomás bányászati módszerrel épülő része

A Szent Gellért téri metróállomás a felszínről teljes hosszában nem építhető meg, ezért a felszínről réselt szerkezethez nyugati oldalról bányászati módszerrel építendő állomásrész csatlakozik. A bányászati módszerrel épített szakasz a BMGE CH épülete alá esik.
A mérnökgeológiai dokumentáció szerint a műtárgy területére eső fúrások alapján az építés oligocén agyagrétegeket harántol. Az alagút, amelyik teljes szelvényében e zónában halad, a 6,0 méteres kinyitott szélességet figyelembe véve aktív biztosítás nélkül hosszabb ideig állékony marad.
Az állomás bányászati módszerrel építendő szakasza a réselt műtárgy földmunkájának elkészítése után indítható. A résfal elbontását követően az alagút lőttbeton külső falazata épül, a talajviszonyokhoz alkalmazkodó fejtési mélységgel és részekkel. A keresztmetszet a végleges vasbeton falazat beépítése előtt ideiglenes megtámasztás állapotban lehetővé teszi a pajzsok átvontatását. A pajzsok áthúzását megelőzően csak a két szélső, a peronokat magába foglaló alagutak épülnek meg ideiglenes biztosítással. Az elkészült részen keresztül történik az összeköző alagút (vonali vágánykapcsolati műtárgy) teljes kidolgozása. Mivel a teljes állomás szigetelt, a pajzsok elhaladása után az ideiglenes lőttbeton biztosítására geotextil védőréteg, majd alagúti fóliából szigetelés kerül. A szigetelésen belül készül a végleges vasbeton falazat. Az állomás elosztócsarnokának részét képező középső alagút ideiglenes lőttbeton kiztosítása a szélső alagutak szerkezetének megépítése után indul, mivel a már elkészült szerkezetre támaszkodik.
Az elosztócsarnok szélső alagútja hajlított héjszerkezetként a boltozati erőkön kívül a feltámaszkodó középső boltozat terheit mint gerenda viseli. Az alagutak közötti átjárást vasbeton oszlopokkal alátámasztott áttörések biztosítják.
Az állomási alagút építése szakaszos földfejtéssel történik. Az egyes lépések után a felületet kétrétegű hálós vasalással erősített lőttbetonnal kell biztosítani. Az egy lépésben kifejthető hosszat és a szelvények részekre bontását úgy kell a kivitelezőnek meghatározni, hogy a műtárgy feletti CH ééület süllyedésérzékenységére figyelemmel kell lenni, továbbá a biztosítást olyan keresztmetszettel kell készíteni, hogy a pajzsok áthaladásáig eltelő időre megfelelő biztonságot adjon.

A vonali vágánykapcsolati műtárgy

A vonali vágánykapcsolati műtárgy a kétirányú forgalmi vágányok között vasúti kapcsolatot biztosít, ezzel lehetőséget teremtve arra, hogy a vonal egyik szakaszán bekövetkező üzemzavar esetén a vonatokat a működőképes szakaszra vissza lehessen fordítani. Építése az előírások szerint minimum öt állomásonként szükséges. A 4. metróvonal I. szakaszán ennek egyik lehetséges helye a Gellért tér és Móricz Zsigmond körtér közötti vonalszakasz.
A vágánykapcsolati műtárgy a Szent Gellért téri metróállomás nyugati végéhez csatlakozik a végánygeometria által megengedett legkisebb távolságban. A két vonalcsőtengely közötti távolság 20,00 m. A vonalak közötti kapcsolatot 540XI. 1:9 kitérők biztosítják. A vonali összekötő alagút vágányrendszere a kitérő miatt a normál keresztmetszet bővítését igényli. A tervezett keresztmetszet az alagút szélső íveinek változatlanul hagyása mellett a felső és alsó boltozatok sugarának növelésével biztosítja a kitérő miatt bővülő űrszelvényt. A szelvénynövelés lépcsősen történik. A legnagyobb bővítésnél a két vágánytengely távolsága 6,50 m, ez a távolság elegendő a két alagút elválasztására. A talajviszonyok hasonlóak a Szent Gellért téri állomáséhoz, csak jóval vastagabb az oligocén agyagmárga takarás.
A vonali vágánykapcsolati műtárgy a Gellért téri állomás réselt munkagödréből épül, az állomás bányászati módszerrel készülő szakaszához hasonlóan. Az építés szakaszos földfejtéssel történik. Az egy lépésben kifejthető hosszat és a keresztmetszet növekedésével a szelvények részekre bontását a kivitelezőnek kell meghatározni, figyelembe véve a műtárgy feletti 4-6 szintes épületek süllyedésérzékenységét. Az ideiglenes külső falazatot olyan keresztmetszeti méretekkel kell készíteni, hogy a pajzsok áthaladásáig eltelő időre megfelelő biztonságot adjanak. A műtárgy külső szerkezeteit teljes egészében a pajzsok előtt meg kell építeni. A bal vonalalagút a 36+98,476 szelvényben lévő összekötő alagút szerkezeteinek megépítését is magába foglalja. A jobb oldali alagúttal a kapcsolatot csak a pajzsok elhaladása után, a falazat átépítésével lehet kialakítani.
Az állomás végéhez csatlakozó összekötő alagút a 39+72,234 jvsz. szerint a vonali összekötő alagúttal egy időben építendő. A jobb oldali vonalalagútnál a kihúzó szerkezete a 38+61,134 szelvényig épül bányászati módszerrel. A pajzs ettől a ponttól a Szent Gellért téri metróállomás réselt műtárgyának végéig átvontatásra kerül. A vonalak pajzsos alagútépítésének elhaladása után építik be a végleges vízzáró falazatot.

Az 1996-ban elkészült döntés-előkészítő tanulmányterv rögzítette, hogy az állomásokat felülről, nyitott építési technológiával kell létrehozni úgy, hogy az állomások középperonos elrendezésűek legyenek. Az állomási dobozok között a két vonalalagutat zárt módszerrel kell kialakítani. A további tervezés során tövv kérdés is felmerült, melyeket tisztázni kellett ahhoz, hogy pontosítani lehessen a beruházás ütemezését és az egyes kivitelezési feladatok lehatárolását a közbeszerzési eljárások lebonyolításához.

A legfőbb kérdés azonban az volt, hogyan lehet a vonalalagutat a lehető leggyorsabban, leggazdaságosabban, legbiztonságosaban és a főváros életét legkevésbé zavaró módon megépíteni. 1998-ban a vasúthatósági engedélyezési terv készítőivel (Főmterv Rt., Uvaterv Rt., Mott MacDonald Ltd.), valamint a projektvezetési tanácsadóval (Eurometro Kft.) közösen egy rövid, de annál hatékonyabb, hazai és nemzetközi szakértők bevonásával rendezett konferenciát tartottunk a fenti kérdések tisztázása érdekében. A szakértői vélemények és hozzászóllások alapján körvonalazódott az a koncepció, amely a mai napig irányadó.
Ennek főbb elvei a következők:

• A vonalalagutakat Kelenföld pu. ideiglenes végállomás felől kell megépíteni. A pajzskiszolgálás az építendő járműtelep területéről megoldható.
• Mindkét alagutat egyszerre kell építeni. A felszíni süllyedések minimalizálása érdekében természetesen a két alagút időben és térben eltolva épül.
• Az alagutakat korszerű, aktív megtámasztású, zárt homlokú pajzsokkal kell megépíteni, elsősorban a pesti oldalon legfeljebb 5-20 mm közötti felszíni süllyedéseket megengedve.
• A Szent Gellért teret elérve a pajzsok további működtetéséhez át lehet telepíteni a Műegyetem rakpartra a kiszolgálótelepet. Ezzel lerövidíthetjük a pajzskiszolgálás idejét, az elkészült alagút és a budai oldali állomások belső beépítését zavartalanul lehet végezni.
• A pajzsindító műtárgy helye a Kelenföldi pályaudvarnál lett kijelölve, amely nemcsak a pajzsok összeszereléséhez és az alagutak építésének kiszolgálásához biztosítja a helyet, hanem a későbbiek során a járműtelepi vágánykapcsolat helye lesz.

A pajzsok összeszereléséhez több mint 90 m szükséges. Bár ez megoldható jóval kisebb helyen is (10-12 méteren), azonban ez jelentős többletköltséget jelentene. A pajzsok kiszolgálásához szintén jelentős hely szükséges, hisz átlagban 12-15 métert haladnak a pajzsok, ami akár napi 30 métert is elérhet alagutanként. Ez azt jelenti, hogy naponta a két pajzs kiszolgálásához kb. 120 db, egyenként 3 t súlyú vasbeton tübbinget és mintegy 100 t injektálóanyagot kell bejuttatni, illetve több mint 1000 m³ kifejtett anyagot kiszállítani.
A pajzsindító műtárgy helyszínrajzilag közvetlenül csatlakozik a Kelenföldi pu. állomás keleti végéhez, míg a másik végéről indul a két pajzzsal épülő vonalalagút, illetve a járműtelepi összekötő vágányt magába foglaló keretalagút. A műtárgy nyitott módszerrel, résfalas technológiával készül. A tenderterv szerint a pajzsindító teljes hossza 182,21 m, szélessége 22,10 m, belmagassága átlag 13,00 m. A tervezett belső beépítés szerint a vonali vágányok közrefogják a járműtelepi összekötő vágányokat, melyek folyamatosan emelkedve felülről, egy 150 méteres sugatú ívvel keresztezik a vonali jobb vágányt a műtárgyon belül, egy önálló vasbeton hídszerkezettel. A vízzáró résfalak vastagságát a nagy belmagasság miatt 1,20 méterre, az alaplemez vastagságát pedig 2,50 méterre tervezték.
A járműtelepi elágazó műtárgy az összekötő vágányok 150 méteres sugatú ívét követve, a pajzsindító műtárgyból kiágazva 120,00 m hosszú 11,80 m belméretű zárt keretszerkezet, melynek járműtelepi vége egy 87,00 m hosszú nyitott U-kerettel csatlakozik a járműtelepi vágányhálózathoz.

A Kelenföldi pu. és a Keleti pu. közötti szakaszon az állomások távolsága megengedi, hogy a legkisebb vonatkövetési idő figyelembevételével vészhelyzetben minden vonat el tudjon jutni a következő állomásig, így nem kell megállni a vonalalagútban. Azaz amikor kiindul az állomásról a vonat, a következő állomást szintén elhagyta az előző szerelvény, így szabad az út. Egyetlen kivétel a Tétényi úti és Bocskai úti állomás közötti vonalszakasz, ennek hossza - ha a szerelvények túl gyorsan követik egymást - lehetőséget ad a szerelvények összetorlódására vagy esetleges bennrekedésére. A 4-es metró építése során figyelembe vett biztonsági elvek szerint ez nem volt megengedhető, ezért a két állomás között egy menekítési helyet kell biztosítani. A hely kijelölésére nem sok lehetőség volt, a területen lakók közül senki nem járult hozzá, hogy ingatlanát igénybe vegyük a műtárgy kialakításához. A megoldást végül a vonalszakasz közepén egy, a XI. kerület tulajdonában lévő beépítetlen ingatlan jelentette, ahova az egyesített műtárgy aránylag problémamentesen megépíthető.
A műtárgy fő eleme egy 19,0 méter mély függőakna, amelya kettős funkció (szellőzés és menekítés) miatt ketté van osztva. Az egyik felében van elhelyezve a füstmentesen kialakított lépcsőház, mellette pedig a szellőzőakna. Az akna két vonalcső között középen helyezkedik el, agy a két vonalcsövet összekötő alagútból lehet eljutni az aknába. Az akna belső átmérője 10,2 méter. Mivel a műtárgy két állomás között középen és elsősorban a vonalszakasz mélypontján helyezkedik el, ezért egyben a műtárgyban alakították ki a vonali fővízátemelőt is. A fővízátelemő aknája 100,0 m³ befogadóképességű.
A két műtárgy geológiai környezete hasonló. A felső 2-3 méternyi feltöltés alatt megjelenik a kiscelli agyag, melynek felül 3-4 méteres rétege a vonali főszellőző műtárgy esetében átázott, puha, de alatta kemény és tömör agyag található. Míg a hagyományos, kanalas réseléshez nem a legkedvezőbb a kemény agyag, de marófejek alkalmazásával ez a probléma leküzdhető, ellenben a föld alatti műtárgyak építéséhez a kiscelli agyag kedvező körülményeket biztosít. A térségre jellemző a megjelenő talajvíz agresszivitása, ellene a védelemre mindenképp gondolni kell a kivitelezés során.

{Hogyan épül a 4-es metró alagútja?}
{Fényképes beszámoló a 4-es metró építéséről}
{Kritika a 4-es metróról}
{A 4-es metró története}